Babraham 研究所的研究人員今天在《細(xì)胞干細(xì)胞》雜志上發(fā)表了他們的最新研究成果，描述了人類胚胎干細(xì)胞的一個新亞群，它們與人類 8 細(xì)胞胚胎階段的基因組“喚醒呼叫”中存在的細(xì)胞非常相似。這種新的干細(xì)胞模型將使研究人員能夠繪制出早期發(fā)育過程中的關(guān)鍵基因組變化，并有助于更好地理解基因組激活錯誤對發(fā)育障礙和胚胎丟失的影響。
在所有哺乳動物中，早期胚胎在受精后經(jīng)歷了許多分子事件，為其余的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)。在這個關(guān)鍵的“警鐘”期間，胚胎的基因組從母體基因組中接管了對細(xì)胞活動的控制。在人類中，這發(fā)生在 8 細(xì)胞階段，稱為合子基因組激活 (ZGA)。
在這項研究的發(fā)現(xiàn)之前，對人類 ZGA 細(xì)節(jié)的調(diào)查只能在人類胚胎中進(jìn)行;現(xiàn)有的人類干細(xì)胞模型僅代表發(fā)育過程后期的胚胎。在英國，允許使用胚胎進(jìn)行實驗，但受到嚴(yán)格監(jiān)管，這意味著對早期發(fā)育的研究部分依賴于替代的非人類模型。
2012 年，在小鼠胚胎干細(xì)胞 (ESC) 中發(fā)現(xiàn)了代表基因組激活階段發(fā)育的細(xì)胞，使研究人員能夠更多地了解哺乳動物 ZGA。差不多十年后，研究所的 Reik 實驗室發(fā)現(xiàn)了一個人類等效物。該實驗室的發(fā)現(xiàn)開辟了一種方法，可以增進(jìn)我們對植入前發(fā)育過程中最早事件的了解。
Jasmin Taubenschmid-Stowers 博士是該研究所表觀遺傳學(xué)研究計劃的一部分，Reik 實驗室的主要作者兼研究員，他評論說：“研究小鼠胚胎干細(xì)胞使研究人員能夠了解基因組激活的一般過程，但我們甚至可以學(xué)習(xí)由于我們發(fā)現(xiàn)了人類干細(xì)胞對應(yīng)物，更多關(guān)于人類發(fā)展中這一重要步驟的信息。”
為了發(fā)揮作用，細(xì)胞以 RNA 代碼的形式復(fù)制基因組，并將其翻譯成蛋白質(zhì)。RNA 代碼輸出稱為轉(zhuǎn)錄組，可用于識別不同的細(xì)胞群。在這項研究中，研究人員使用現(xiàn)有的人類數(shù)據(jù)集和來自小鼠 ESC 研究的信息來識別可能與基因組激活相關(guān)的特征性轉(zhuǎn)錄組標(biāo)記。使用單細(xì)胞技術(shù)，他們開始在人類胚胎干細(xì)胞群中尋找相似的細(xì)胞。
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